[發明專利]一種用于演示概率統計的數學模擬演示教具

在審

• 申請號: 201811385509.7
• 申請日: 2018-11-20
• 公開（公告）號: CN109243259A
• 公開（公告）日: 2019-01-18
• 發明（設計）人: 李啟會
• 申請（專利權）人: 嘉興學院
• 主分類號: G09B23/02
• 分類號: G09B23/02
• 代理公司: 杭州敦和專利代理事務所(普通合伙) 33296
• 代理人: 姜術丹

一種用于演示概率統計的數學模擬演示教具，包括底板、支撐柱、拋幣裝置、吸幣裝置、控制開關、識別裝置和網絡模塊，所述拋幣裝置包括撐物板、第一電磁鐵、第二電磁鐵和支點；所述吸幣裝置包括第三電磁鐵和第四電磁鐵；所述控制開關包括單片機和繼電器開關，繼電器開關分別連接所述直流電源和單片機；所述識別裝置為圖像傳感器模塊；所述網絡模塊包括云平臺、APP和藍牙模塊；所述單片機連接所述拋幣裝置、所述吸幣裝置、所述繼電器開關、所述識別裝置和所述網絡模塊。該發明的有益效果是：通過云平臺來存儲實驗數據供APP下載，拋幣吸幣都使用電磁鐵完成，方便重復實驗。

技術領域

本發明涉及數學教具領域，更具體的是涉及一種用于演示概率統計的數學模擬演示教具。

背景技術

目前在進行概率相關的教學中，教師通常采用實驗的方式來闡述概率的概念，而拋硬幣實驗往往是通過一人手拋硬幣，另一人旁邊計數的方式進行實驗，然而，由于需要實驗的次數之多，因而在課堂中耗費大量的人力物力去做實驗，而且因為手動拋硬幣的力道不同，不符合實驗的條件，且因為教室面積狹小，拋出的硬幣掉落在地面，同學們翻身尋會加長實驗時間，也會影響課堂紀律；掉落的高度不一也會讓同學們對概率實驗的條件產生誤解；而且每人做的實驗次數不足，而做多次實驗會影響課程數學概念的教學時間。

現在研發的拋幣實驗教具，多采用彈簧的彈力做為拋幣動力，且需要固定裝置將彈簧固定來保持撐物板的水平，而固定裝置本身因為需要壓制彈簧向上的彈力，也需要進行特殊加工，而固定裝置多采用金屬結構來避免多次使用后的老化，而在教具中過多采用金屬材料會導致學生在使用的時候容易磕碰受傷。

發明內容

為了解決上述技術問題的至少一方面，本發明提供了如下解決方案。

一種用于演示概率統計的數學模擬演示教具，包括底板、支撐柱、拋幣裝置、吸幣裝置、控制開關、驅動裝置、識別裝置和網絡模塊，所述拋幣裝置包括撐物板、第一電磁鐵、第二電磁鐵和支點，所述拋幣裝置用于將雙面具有不同圖案的幣以相同的力度拋起；其中，所述撐物板的至少一部分向底板方向凹入而在所述撐物板的外側限定出容納空間；所述吸幣裝置包括第三電磁鐵和第四電磁鐵，所述第四電磁鐵安裝于所述容納空間內，所述第四電磁鐵與所述撐物板的外側表面齊平以封閉所述容納空間，；所述控制開關包括單片機和繼電器開關，所述繼電器開關連接所述單片機；所述驅動裝置為直流電源，所述直流電源連接所述繼電器開關；所述識別裝置為圖像傳感器模塊，所述傳感器模塊通過比對所述幣的正反面的圖像紋路的密集程度來分辨正反面；所述網絡模塊包括云平臺、APP和藍牙模塊；所述單片機連接所述拋幣裝置、所述吸幣裝置、所述識別裝置和所述藍牙模塊。通過單片機來控制各個裝置，將拋幣結果數字化記錄在單片機的存儲單元內，通過藍牙模塊上傳至手機APP，手機APP上傳至云平臺，不用在教室內架設相關網絡設備就可以實現云平臺共享實驗數據，而大量的實驗數據更容易接近實驗結果。

進一步地講，所述第一電磁鐵和所述支點安裝于所述底板上，所述第二電磁鐵安裝于所述撐物板面向底板的外側，所述撐物板安裝于所述支點上；所述第一電磁鐵和第二電磁鐵位于同一端，并且所述第一電磁鐵和第二電磁鐵互相產生斥力以將所述撐物板抬起，使得所述幣被拋起通過第一電磁鐵和第二電磁鐵通電同方向的電流產生互斥磁力，讓撐物板一端彈起，同時因為撐物板電磁鐵的一端重量，在斷開電流后會自然下落恢復原來的水平位置。

進一步地講，所述支撐柱為L型，所述支撐柱安裝在底板上，所述支撐柱距離撐物板的高度為允許所述幣被拋起并自由翻轉。通過多次實驗得到標準的距離高度，且1元硬幣處于上拋曲線的頂點，符合拋幣實驗標準。

進一步地講，所述繼電器開關連接所述第一電磁鐵、第二電磁鐵、第三電磁鐵和第四電磁鐵，所述第三電磁鐵安裝于支撐柱面向撐物板的一面；所述第三電磁鐵設置在所述支撐柱上，且處于所述第四電磁鐵的正上方。通過繼電器開關控制電磁鐵與直流電源的連接，方便了切換電磁鐵的開關實現拋幣吸幣的流程。